EP1933972A2 - Vorrichtung zur erzeugung von wasserstoffgas durch dehydrogenierung von kohlenwasserstoff-brennstoffen - Google Patents

Vorrichtung zur erzeugung von wasserstoffgas durch dehydrogenierung von kohlenwasserstoff-brennstoffen

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EP1933972A2
EP1933972A2 EP06791350A EP06791350A EP1933972A2 EP 1933972 A2 EP1933972 A2 EP 1933972A2 EP 06791350 A EP06791350 A EP 06791350A EP 06791350 A EP06791350 A EP 06791350A EP 1933972 A2 EP1933972 A2 EP 1933972A2
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EP
European Patent Office
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fuel
reactor
hydrogen gas
dehydrogenation
heat exchanger
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06791350A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter JÄNKER
Felix NITSCHKÉ
Christian Wolff
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Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C01B3/501—Separation of hydrogen or hydrogen-containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by diffusion
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    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for producing hydrogen gas by dehydrogenating hydrocarbon fuels.
  • the inventive device comprises according to the preamble of
  • Claim 1 a fuel reservoir, which is connected via a fuel feed line to a reactor to supply fuel from the fuel reservoir to the reactor, wherein the reactor has a first derivative for returning the residual fuel produced during the dehydrogenation of the supplied fuel to the fuel reservoir and the reactor if necessary . interacts with a catalyst.
  • hydrogen gas particularly for use in fuel cells
  • hydrocarbon fuels gasoline, diesel, kerosene, etc.
  • a suitable oxidizing agent such as air or water.
  • This creates by-products, especially carbon monoxide and carbon dioxide, which makes a complicated cleaning required.
  • on-board hydrogen production for example, by steam reforming, it is disadvantageous that the process is relatively complicated because it requires a supply of water, either carried or produced on board got to.
  • a device according to the preamble of claim 1 is known from the document EP 1 069 069 A2, in which, in contrast to conventionally used reforming, relatively pure hydrogen gas is produced without CO, CO 2 , NO x or other adverse by-products being produced, thereby impurities be avoided in the hydrogen gas.
  • the hydrogen gas is neither diluted by N 2 nor by O 2 , advantageously results in a simple operation of a fuel cell or other hydrogen gas consumer.
  • the invention is therefore based on the object, a generic device, in particular for on-board hydrogen gas generation in aircraft to improve such that an energy-optimized arrangement for increasing the energy yield and efficiency is created.
  • Another object is to provide a flexible as possible arrangement with low weight and low volume.
  • a preferred first embodiment of the invention is characterized in that the fuel reservoir is in contact with a heat exchanger both via the fuel supply line and via the first outlet of the reactor, wherein liquid fuel preheated by the heat exchanger via the Fuel supply is fed to the reactor.
  • the reactor comprises a heater for heating the supplied liquid fuel to reaction temperature, and the liquid residual fuel produced in the dehydrogenation of the fuel supplied to the reactor is cooled via the heat exchanger to the fuel reservoir, wherein the reactor has a second discharge for discharging in the dehydrogenation of the supplied fuel generated hydrogen gas (with any impurities contained therein).
  • Such an arrangement not only has a compact structure because several components are effectively combined or integrated with each other, in particular the reactor, the heater and the deposition of generated hydrogen gas are combined in a technically simple manner, but also provides a higher energy yield since the arrangement is based on a countercurrent principle, ie the fuel feed, via which fuel is supplied to the reactor, and the first discharge, via which the residual fuel is discharged from the reactor, are part of the heat exchanger. In this way, the residual heat present in the system can be optimally utilized. In addition, since the fuel reservoir communicates with the heat exchanger, the cold of the stored in the fuel reservoir cold fuel can be exploited. Thus, in such an arrangement advantageously all the energy remains in the system to a very large extent.
  • a further advantage of the first embodiment is that the hydrogen gas directly discharged from the reactor via the second drain usually has some residual heat which is useful for later applications, e.g. in a fuel cell, can be of use.
  • the fuel reservoir is also on the fuel supply and the first derivative with a Heat exchanger in contact, and the fuel is supplied through the heat exchanger preheated via the fuel supply line to the reactor, wherein the reactor in turn has a heater for heating the supplied fuel to reaction temperature.
  • the second embodiment is characterized in that the reaction mixture of hydrogen gas and residual fuel generated in the dehydrogenation of the fuel supplied to the reactor via the first derivative for cooling the heat exchanger can be supplied to hydrogenation by condensation and residual fuel due to different states of aggregation from each other
  • the first discharge downstream of the heat exchanger has an outlet for discharging the generated hydrogen gas, which optionally contains gaseous impurities.
  • the second embodiment has the particular advantage that different states of matter of the reactor supplied fuel or the residual fuel produced in the dehydrogenation are unproblematic, since the removal of the reaction mixture generated via the first derivative and the heat exchanger, a separation of hydrogen gas and gaseous or liquid residual fuel by condensation in a simple manner possible. Further, in the second embodiment, it is preferable that the hydrogen gas discharged via the outlet after the heat exchanger is cooler than that in the first embodiment
  • Embodiment is directly removed from the reactor hydrogen gas.
  • the cooler hydrogen gas may e.g. be stored on board in a suitable manner.
  • the dehydrogenation of hydrocarbon fuels utilized in the invention is based on the following endothermic reaction: C n H x H 2 + C n H x-2 .
  • the hydrogen gas generated in each of the first and second embodiments usually contains gaseous impurities, it is advantageous to pass it to a cleaning unit for separating the impurities, which will be explained later in more detail.
  • the first and second embodiments can be combined such that both a second discharge is provided in the reactor, as well as a downstream of the heat exchanger outlet, for respective discharge of hydrogen gas, wherein the second derivative of the reactor and the outlet are connected to each other, typically via a suitable valve circuit, that in each case one of the two lines can be connected to a cleaning unit.
  • a particularly variable device for dehydrogenating hydrocarbon fuels is provided, so that hydrogen gas with a certain residual heat or cold hydrogen gas can be withdrawn as needed.
  • no further modification of the device is required if, for example, the reactor is supplied with preheated, gaseous fuel, or gaseous residual fuel is produced during the dehydrogenation in addition to hydrogen gas.
  • the hydrogen gas generated in each case can be passed to the cleaning unit for separating off the impurities with any impurities contained therein.
  • the separation of impurities of the hydrogen gas supplied to the purification unit takes place in the purification unit, preferably by means of membrane processes. Of course, other suitable methods can be used for this purpose.
  • the separated contaminant stream is then preferably removed via a contaminant outlet and the pure hydrogen gas via a hydrogen outlet.
  • the contaminant stream discharged via the impurity outlet of the purification unit can be advantageously used in turn for heating the reactor. This can be done by incinerating the contaminant stream and utilizing the heat generated to heat the reactor. In addition, the contaminant stream can also be routed to a turbine, to name just a few examples.
  • the device according to the invention is preferably used for on-board hydrogen gas production in aircraft, helicopters, motor vehicles or other means of transport.
  • the inventive device is designed in particular for on-board hydrogen gas generation in aircraft, wherein preferably the reactor can be heated by the existing in the aircraft bleed air, or by waste heat from a turbine and / or waste heat of a fuel cell. This allows a particularly effective heating of the reactor, since existing in an aircraft existing heat flows.
  • the dehydrogenation of the hydrocarbon fuel supplied to the reactor is controlled to generate hydrogen gas on the one hand and residual fuel miscible with the hydrocarbon fuel stored in the fuel reservoir, and is characterized in that the Hydrogen gas generated in the reactor in the dehydrogenation of supplied fuel is discharged directly from the reactor via a second discharge, and / or the reaction mixture of residual fuel and hydrogen gas generated in the reactor during the dehydrogenation of supplied fuel via a first discharge and cooled by a heat exchanger to get the hydrogen gas from the To deposit residual fuel, wherein the separated hydrogen gas with any impurities contained therein is discharged via a provided in the first discharge, the heat exchanger downstream outlet.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment of the invention.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a third embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the invention.
  • the apparatus for generating hydrogen gas by dehydrogenation of hydrocarbon fuels comprises a fuel reservoir 1 for hydrocarbon fuels (eg kerosene, gasoline or diesel).
  • hydrocarbon fuels eg kerosene, gasoline or diesel
  • the fuel stored in the fuel reservoir 1 is liquid kerosene, which typically has a temperature of about -60 ° C. during flight, for example.
  • the fuel reservoir 1 is connected via the fuel supply line 2 to the reactor 4 in order to supply fuel from the fuel reservoir 1 to the reactor 4.
  • the fuel reservoir 1 is coupled via the fuel supply line 2 to the heat exchanger 6 such that the fuel is supplied to the reactor 4 preheated, that is brought to a temperature which is below the reaction temperature T R.
  • the fuel is thus heated via the heat exchanger 6 fed to the reactor 4, wherein the preheated, supplied fuel usually has a liquid state of matter.
  • the reactor 4 further comprises a heater 5, which serves for heating the supplied liquid fuel to reaction temperature T R , which is typically at about 400 0 C.
  • the heating is usually carried out locally, ie only the fuel located around the heating device 5 is heated to the reaction temperature TR for the production of gaseous hydrogen, wherein the remaining, the reactor 4 supplied fuel is still present in the liquid state and a lower temperature ( ⁇ TR) ,
  • ⁇ TR lower temperature
  • the gaseous hydrogen can be removed in a simple manner via a second discharge line 7 provided on the reactor 4.
  • the discharged hydrogen gas usually contains impurities which are separated via a cleaning unit 8. This can be done for example by a membrane process in the cleaning unit 8. Of course, other known cleaning methods are applicable.
  • the cleaning unit 8 has an outlet 8a for discharging the purified hydrogen gas and a second outlet 8b for removing the impurities.
  • the residual liquid remaining in the reactor 4 during the dehydrogenation is recirculated to the fuel reservoir 1 via the first outlet 3, which, like the fuel feed line 2, is part of the heat exchanger 6.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of the device according to the invention.
  • a fuel reservoir 1 is provided, which is connected via the fuel supply line 2 and the heat exchanger 6 to the reactor 4.
  • the reactor 4 via the fuel supply line 2 from the fuel reservoir 1 supplied hydrocarbon fuel is with the
  • Heater 5 as in the first embodiment, heated to reaction temperature TR.
  • the hydrocarbon fuel stored in the fuel reservoir 1 may be in both liquid and gaseous form, although with the use of typical hydrocarbon fuels, such as kerosene, gasoline or diesel, these typically have a liquid Have aggregate state.
  • the preheated fuel supplied to the reactor 4 can be present both in gaseous and in liquid form.
  • the heated in the reactor 4 by the heater 5 to the reaction temperature TR (about 400 0 C) fuel is then dehydrogenated in turn according to the above equation such that hydrogen gas and residual fuel are formed.
  • the residual fuel may have either a gaseous or a liquid state of matter.
  • the generated reaction mixture of hydrogen gas and residual fuel is discharged via the first discharge line 3 and cooled by the heat exchanger 6.
  • the hydrogen gas can be separated from the residual fuel, wherein the first derivative 3 has a downstream of the heat exchanger 6 outlet 9, via which the generated hydrogen gas is discharged with any impurities contained therein.
  • the condensed liquid residual fuel is returned to the fuel reservoir 1 in the event that liquid fuel is stored in the fuel reservoir 1.
  • the hydrogen gas discharged via the outlet 9 usually has impurities, it is in turn connectable to a cleaning unit 8 which, as described above, separates the impurities so that pure hydrogen gas is discharged via the outlet 8a and the impurities via the outlet 8b ,
  • the hydrogen gas discharged via the outlet 9 and the outlet 8a can be, e.g. stored for later use in a fuel cell, since it is colder than the hydrogen gas generated in the first embodiment.
  • the reactor 4 has both a second discharge line 7 for discharging the hydrogen gas produced in the reactor 4 during the dehydrogenation directly from the reactor 4, and an outlet provided downstream of the heat exchanger 6 in the first discharge line 3 9 on.
  • the second discharge line 7 and the outlet 9 are connected to one another in such a way via a valve arrangement 10 that only one of the lines is connected to the cleaning unit 8.
  • the cleaning unit 8 has the same structure and the same function as described above.
  • the invention is used for on-board hydrogen gas production in aircraft (ie, airplanes and helicopters), automobiles, or other means of transportation.
  • the reactor is preferably heated by the existing in the aircraft Bleed Air.
  • waste heat from a turbine and / or a fuel cell can also be used to heat the reactor.
  • existing in the aircraft heat sources can be effectively utilized for on-board hydrogen gas generation.
  • the impurity flow generated in the purification unit 8 can also be utilized for heating the reactor. For this purpose, the contaminant stream is burned and the resulting
  • Heat can be used to heat the reactor 4.
  • the contaminant stream may also be used to drive a turbine.
  • the pressure and / or temperature differences on the ground and in the air for the fractional distillation of kerosene can be exploited when using the device according to the invention in an aircraft or a helicopter to volatile volatile components of kerosene in which case only the low-volatility constituents of the fuel are used for dehydrogenation, which leads to a reduction of the mass flow.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoffgas durch Dehydrogenierung von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, die ein Brennstoffreservoir (1 ) umfasst, das über eine Brennstoffzuleitung (2) mit einem Reaktor (4) in Verbindung steht, um dem Reaktor (4) Brennstoff zuzuführen, wobei der Reaktor (4) eine erste Ableitung (3) zum Zurückführen des bei der Dehydrogenierung erzeugten Restbrennstoffes an das Brennstoffreservoir (1 ) aufweist und ggf. mit einem Katalysator zusammenwirkt, wobei eine erste Ausführungsform dadurch gekennzeichnet ist, dass das Brennstoffreservoir (1 ) über die Brennstoffzuleitung (2) und die erste Ableitung (3) mit einem Wärmetauscher (6) in Kontakt ist; der Brennstoff durch den Wärmetauscher (6) vorerwärmt über die Brennstoffzuleitung (2) dem Reaktor (4) zuführbar ist; und der Reaktor (4) eine Heizeinrichtung (5) zum Erwärmen des zugeführten Brennstoffes auf Reaktionstemperatur (TR) aufweist; wobei der bei der Dehydrogenierung im Reaktor (4) erzeugte Restbrennstoff über den Wärmetauscher (6) gekühlt an das Brennstoffreservoir (1 ) zurückführbar ist, und der Reaktor (4) eine zweite Ableitung (7) zum Abführen des bei der Dehydrogenierung erzeugten Wasserstoffgases aufweist.

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoffgas durch Dehydrogenierung von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoffgas durch Dehydrogenierung von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1 ein Brennstoffreservoir, das über eine Brennstoffzuleitung mit einem Reaktor in Verbindung steht, um Brennstoff aus dem Brennstoffreservoir dem Reaktor zuzuführen, wobei der Reaktor eine erste Ableitung zum Zurückführen des bei der Dehydrogenierung des zugeführten Brennstoffes erzeugten Restbrennstoffes an das Brennstoffreservoir aufweist und der Reaktor ggf. mit einem Katalysator zusammenwirkt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bisher wird Wasserstoffgas, insbesondere zur Verwendung in Brennstoffzellen, bekanntlich durch Reformieren von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen (Benzin, Diesel, Kerosin etc.) unter Zufuhr eines geeigneten Oxidationsmittels wie Luft oder Wasser erzeugt. Dabei entstehen Nebenprodukte, insbesondere Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, was eine aufwändige Reinigung erforderlich macht. Darüber hinaus ist es bei der On-Board-Wasserstofferzeugung beispielsweise mittels Dampf-Reformierung (engl, „steam reforming") von Nachteil, dass der Prozess relativ kompliziert ist, da eine Zufuhr von Wasser notwendig ist, das entweder mitgeführt oder an Bord erzeugt werden muss. Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist aus der Druckschrift EP 1 069 069 A2 bekannt, bei der im Gegensatz zum herkömmlich verwendeten Reformieren relativ reines Wasserstoffgas produziert wird, ohne dass CO, CO2, NOx oder andere nachteilige Nebenprodukte entstehen, wodurch Verunreinigungen im Wasserstoffgas vermieden werden. Da zudem das Wasserstoffgas weder durch N2 noch durch O2 verdünnt ist, ergibt sich in vorteilhafterweise ein einfacher Betrieb einer Brennstoffzelle oder eines anderen Wasserstoffgas-Verbrauchers.
Die aus Druckschrift EP 1 069 069 A2 bekannte Vorrichtung weist allerdings den Nachteil auf, das sie einen komplexen, klobigen Aufbau hat und eine geringe Energieausbeute aufweist, was eine geringe Effizienz zur Folge hat.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung, insbesondere für die On-Board-Wasserstoffgas-Erzeugung in Flugzeugen, derart zu verbessern, dass eine energieoptimierte Anordnung zur Steigerung der Energieausbeute bzw. Effizienz geschaffen wird. Eine weitere Aufgabe ist es, eine möglichst flexible Anordnung mit geringem Gewicht und geringem Volumen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Eine bevorzugte erste Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Brennstoff reservoir sowohl über die Brennstoffzuleitung als auch über die erste Ableitung des Reaktors mit einem Wärmetauscher in Kontakt steht, wobei flüssiger Brennstoff durch den Wärmetauscher vorerwärmt über die Brennstoffzuleitung dem Reaktor zuführbar ist. Der Reaktor umfasst eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des zugeführten, flüssigen Brennstoffes auf Reaktionstemperatur, und der bei der Dehydrogenierung des dem Reaktor zugeführten Brennstoffes erzeugte flüssige Restbrennstoff ist über den Wärmetauscher gekühlt an das Brennstoffreservoir rückführbar, wobei der Reaktor eine zweite Ableitung zum Abführen des bei der Dehydrogenierung des zugeführten Brennstoffes erzeugten Wasserstoffgases (mit darin ggf. enthaltenen Verunreinigungen) aufweist.
Eine derartige Anordnung hat nicht nur einen kompakten Aufbau, da mehrere Komponenten in effektiver Weise zusammengeführt bzw. miteinander integriert sind, insbesondere der Reaktor, die Heizeinrichtung und das Abscheiden von erzeugtem Wasserstoffgas sind auf technisch einfache Weise zusammengeführt, sondern gewährt auch eine höhere Energieausbeute, da die Anordnung auf einem Gegenstromprinzip basiert, d.h. die Brennstoffzuleitung, über die Brennstoff dem Reaktor zugeführt wird, und die erste Ableitung, über die der Restbrennstoff aus dem Reaktor abgeführt wird, sind Teil des Wärmetauschers. Auf diese Weise kann die im System vorhandene Restwärme optimal ausgenutzt werden. Da zusätzlich das Brennstoffreservoir mit dem Wärmetauscher in Verbindung steht, kann auch die Kälte des im Brennstoffreservoir bevorrateten kalten Brennstoffes ausgenutzt werden. Somit verbleibt bei einer derartigen Anordnung vorteilhafterweise die gesamte Energie zu einem sehr großen Anteil im System.
Ein weiterer Vorteil der ersten Ausführungsform besteht darin, dass das aus dem Reaktor über die zweite Ableitung direkt abgeführte Wasserstoffgas in der Regel eine gewisse Restwärme aufweist, die für spätere Anwendungen, z.B. in einer Brennstoffzelle, von Nutzen sein kann.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung steht das Brennstoffreservoir ebenfalls über die Brennstoffzuleitung und die erste Ableitung mit einem Wärmetauscher in Kontakt, und der Brennstoff wird durch den Wärmetauscher vorerwärmt über die Brennstoffzuleitung dem Reaktor zugeführt, wobei der Reaktor wiederum eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des zugeführten Brennstoffes auf Reaktionstemperatur aufweist. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform zeichnet sich die zweite Ausführungsform dadurch aus, dass das bei der Dehydrogenierung des dem Reaktor zugeführten Brennstoffes erzeugte Reaktionsgemisch aus Wasserstoffgas und Restbrennstoff über die erste Ableitung zur Abkühlung dem Wärmetauscher zuführbar ist, um mittels Kondensation Wasserstoffgas und Restbrennstoff aufgrund unterschiedlicher Aggregatzustände voneinander zu trennen, wobei ferner die erste Ableitung dem Wärmetauscher nachgeschaltet einen Auslass zum Abführen des erzeugten Wasserstoffgases, welches ggf. gasförmige Verunreinigungen enthält, aufweist.
Neben den bereits voranstehend diskutierten Vorteilen hinsichtlich einer verbesserten Energieausbeute zur Effizienzsteigerung, durch ein Verbinden von Brennstoffreservoir und Wärmetauscher, und einem kompakteren Aufbau der Vorrichtung durch Integration der Heizeinrichtung in den Reaktor, weist die zweite Ausführungsform insbesondere den Vorteil auf, dass unterschiedliche Aggregatzustände des dem Reaktor zugeführten Brennstoffes bzw. des bei der Dehydrogenierung erzeugten Restbrennstoffes unproblematisch sind, da über das Abführen des erzeugten Reaktionsgemisches über die erste Ableitung und den Wärmetauscher ein Trennen von Wasserstoffgas und gasförmigem bzw. flüssigem Restbrennstoff durch Kondensation auf einfache Weise möglich ist. Ferner ist es bei der zweiten Ausführungsform vorteilhaft, dass das nach dem Wärmetauscher über den Auslass abgeführte Wasserstoffgas kühler als das bei der ersten
Ausführungsform direkt vom Reaktor abgeführte Wasserstoffgas ist. Das kühlere Wasserstoffgas kann z.B. in geeigneter Weise an Bord gespeichert werden.
Die bei der Erfindung ausgenutzte Dehydrogenierung von Kohlenwasserstoff- Brennstoffen basiert auf folgender, endotherm verlaufender Reaktion: CnHx ^ H2 + CnHx-2.
Dies stellt die Umkehrung der bereits technisch durchgeführten Hydrogenierung dar und ermöglicht prinzipiell die Erzeugung von reinem Wasserstoffgas und ungesättigten Kohlenwasserstoffen, wobei letztere wieder dem Brennstoffreservoir zugeführt werden können. Bei der Reaktion werden nicht alle Kohlenwasserstoffe umgewandelt, sondern nur ein Teil, d.h. eine unvollständige Umsetzung reicht aus. Dies ist bei der On-Board-Wasserstoffgas-Erzeugung, z.B. in Flugzeugen, Hubschraubern, Kraftfahrzeugen oder anderen Transportmitteln, für das Betreiben von Hilfsaggregaten attraktiv, da durch den relativ geringen Bedarf keinerlei Wert auf eine quantitative Reaktion gelegt werden muss und die nicht abreagierten Kohlenwasserstoff-Brennstoff-Anteile sowie die Abfall- bzw. Reaktionsprodukte gesättigter Kohlenwasserstoffe dem Brennstoffreservoir (oder direkt dem Triebwerk bzw. Motor) wieder zugeführt werden und nur eine geringe und in keinem Fall schädliche chemische Änderung des Kohlenwasserstoff-Brennstoffs (= Mischung verschiedener Kohlenwasserstoffe) darstellen.
Da das sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Ausführungsform erzeugte Wasserstoffgas in der Regel gasförmige Verunreinigungen enthält, ist es vorteilhaft, dieses an eine Reinigungseinheit zum Abtrennen der Verunreinigungen zu leiten, was nachstehend noch genauer erläutert wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können die erste und zweite Ausführungsform derart miteinander kombiniert werden, dass sowohl eine zweite Ableitung in dem Reaktor vorgesehen ist, als auch ein dem Wärmetauscher nachgeschalteter Auslass, zum jeweiligen Abführen von Wasserstoffgas, wobei die zweite Ableitung des Reaktors und der Auslass derart miteinander verbunden sind, typischerweise über eine geeignete Ventilschaltung, dass jeweils eine der beiden Leitungen an eine Reinigungseinheit anschließbar ist. Auf diese Weise wird eine besonders variable Vorrichtung zum Dehydrogenieren von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen geschaffen, so dass je nach Bedarf Wasserstoffgas mit einer gewissen Restwärme oder kaltes Wasserstoffgas entnommen werden kann. Ebenso bedarf es keiner weiteren Modifikation der Vorrichtung, wenn beispielsweise dem Reaktor vorerwärmter, gasförmiger Brennstoff zugeführt oder bei der Dehydrogenierung neben Wasserstoffgas auch gasförmiger Restbrennstoff erzeugt wird. Durch Öffnen bzw. Schließen der Ventilschaltung kann das jeweils erzeugte Wasserstoffgas mit darin ggf. enthaltenen Verunreinigungen an die Reinigungseinheit zum Abtrennen der Verunreinigungen geleitet werden.
Das Abscheiden von Verunreinigungen des der Reinigungseinheit zugeführten Wasserstoffgases erfolgt in der Reinigungseinheit bevorzugt mittels Membranverfahren. Selbstverständlich können auch andere geeignete Verfahren hierzu verwendet werden. Der abgetrennte Verunreinigungsstrom wird dann vorzugsweise über einen Verunreinigungsauslass und das reine Wasserstoffgas über einen Wasserstoffauslass abgeführt.
Der über den Verunreinigungsauslass der Reinigungseinheit abgeführte Verunreinigungsstrom kann vorteilhafterweise wiederum zum Beheizen des Reaktors genutzt werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Verunreinigungsstrom verbrannt wird und die dabei erzeugte Wärme zur Beheizung des Reaktors ausgenutzt wird. Daneben kann der Verunreinigungsstrom auch an eine Turbine geleitet werden, um nur einige Beispiele zu nennen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet bevorzugt zur On-Board- Wasserstoffgas-Erzeugung in Flugzeugen, Hubschraubern, Kraftfahrzeugen oder anderen Transportmitteln Anwendung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere zur On-Board- Wasserstoffgas-Erzeugung in Flugzeugen ausgelegt, wobei vorzugsweise der Reaktor durch die im Flugzeug vorhandene Bleed-Air beheizbar ist, oder durch Abwärme aus einer Turbine und/oder Abwärme einer Brennstoffzelle. Dies ermöglicht eine besonders effektive Heizung des Reaktors, da in einem Flugzeug vorhandene Wärmeströme ausgenutzt werden.
Bei der Anwendung im Flugzeug oder Hubschrauber ist es ferner vorteilhaft, dass Druck- und/oder Temperaturunterschiede am Boden und in der Luft zur fraktionierten Destillation des Kohlenwasserstoff-Brennstoffes ausgenutzt werden, ohne das ein Zusatzaufwand erforderlich ist, um leichtflüchtige von schwerflüchtigen Bestandteilen des Brennstoffes zu trennen. Insbesondere sind die schwerflüchtigen Bestandteile des Brennstoffes zur Dehydrogenierung verwendbar, was vorteilhafterweise zur Verringerung des Massenstroms führt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
Gemäß dem Verfahren zum Erzeugen von Wasserstoffgas mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Dehydrogenierung des dem Reaktor zugeführten Kohlenwasserstoff-Brennstoffes derart gesteuert, dass einerseits Wasserstoffgas und andererseits mit dem in dem Brennstoffreservoir bevorrateten Kohlenwasserstoff-Brennstoff mischbarer Restbrennstoff erzeugt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, dass das im Reaktor bei der Dehydrogenierung von zugeführtem Brennstoff erzeugte Wasserstoffgas über eine zweite Ableitung direkt aus dem Reaktor abgeführt wird, und/oder das im Reaktor bei der Dehydrogenierung von zugeführtem Brennstoff erzeugte Reaktionsgemisch aus Restbrennstoff und Wasserstoffgas über eine erste Ableitung abgeführt und über einen Wärmetauscher abgekühlt wird, um das Wasserstoffgas von dem Restbrennstoff abzuscheiden, wobei das abgeschiedene Wasserstoffgas mit darin ggf. enthaltenen Verunreinigungen über einen in der ersten Ableitung vorgesehenen, dem Wärmetauscher nachgeschalteten Auslass abgeführt wird.
Durch ein derartiges Verfahren ist nicht nur ein energieeffizientes Erzeugen von Wasserstoffgas möglich, ohne dass schädliche Bestandteile wie CO, CO2 oder NOx erzeugt werden, sondern es kann auch auf einfache Weise entweder noch mit Restwärme beladenes Wasserstoffgas oder bereits gekühltes Wasserstoffgas, je nach Wahl, abgeführt werden, was eine hohe Flexibilität ermöglicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen exemplarisch erläutert, in denen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Komponenten mit identischen Bezugszeichen benannt. Die Darstellungen in den Figuren erläutern die
Ausführungsformen der Erfindung rein schematisch und sind nicht maßstäblich. BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFUHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform der Erfindung. Die Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoffgas durch Dehydrogenierung von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen umfasst ein Brennstoffreservoir 1 für Kohlenwasserstoff-Brennstoffe (z.B. Kerosin, Benzin oder Diesel). Bei der Verwendung zur On-Board-Wasserstoffgas-Erzeugung in Flugzeugen ist der im Brennstoffreservoir 1 bevorratete Brennstoff flüssiges Kerosin, das z.B. während des Fluges typischerweise eine Temperatur von ca. -60° C aufweist. Das Brennstoffreservoir 1 ist über die Brennstoffzuleitung 2 mit dem Reaktor 4 verbunden, um Brennstoff aus dem Brennstoffreservoir 1 dem Reaktor 4 zuzuführen. Gleichzeitig ist das Brennstoffreservoir 1 über die Brennstoffzuleitung 2 mit dem Wärmetauscher 6 derart gekoppelt, dass der Brennstoff dem Reaktor 4 vorerwärmt zugeführt wird, d.h. auf eine Temperatur gebracht wird, die unterhalb der Reaktionstemperatur TR liegt. Der Brennstoff wird also über den Wärmetauscher 6 erwärmt dem Reaktor 4 zugeführt, wobei der vorerwärmte, zugeführte Brennstoff in der Regel einen flüssigen Aggregatzustand aufweist. Der Reaktor 4 umfasst ferner eine Heizeinrichtung 5, die zum Erwärmen des zugeführten, flüssigen Brennstoffes auf Reaktionstemperatur TR, die typischerweise bei ca. 400 0C liegt, dient. Die Erwärmung erfolgt üblicherweise lokal, d.h. lediglich der sich um die Heizeinrichtung 5 befindende Brennstoff wird auf Reaktionstemperatur TR zur Erzeugung von gasförmigem Wasserstoff erwärmt, wobei der restliche, dem Reaktor 4 zugeführte Brennstoff weiterhin in flüssigem Aggregatzustand vorliegt und eine geringere Temperatur (< TR) aufweist. Somit wird im Reaktor 4 ein Zwei-Phasengemisch, bestehend aus Wasserstoffgas und flüssigem Restbrennstoff erzeugt, gemäß der Reaktionsgleichung CnHx → H2 + CnHx-2. Dies stellt eine partielle bzw. unvollständige Dehydrogenierung dar, da nur ein Teil des Brennstoffes umgewandelt wird und als Restbestandteil weitere (ungesättigte) Kohlenwasserstoffe erzeugt werden. Eine derartige gezielte unvollständige Umsetzung von Kohlenwasserstoffen zu Wasserstoffgas ist für den gewünschten Anwendungszweck völlig ausreichend, da aufgrund eines zu erwartenden großen Brennstoffreservoirs eine hohe Ausbeute von Wasserstoffgas hier nicht von Bedeutung ist. Im Gegensatz zum bisher verwendeten Reformieren entstehen vorteilhafterweise keine schädlichen Bestandteile, wie zum Beispiel CO, CO2 oder NOx. Die obige Reaktion kann zusätzlich durch einen Katalysator (z.B. Metalle und/oder Metalloxide) unterstützt werden.
Da die Reaktionsbestandteile Wasserstoffgas und Restbrennstoff in unterschiedlichen Aggregatzuständen vorliegen, kann der gasförmige Wasserstoff auf einfache Weise über eine an dem Reaktor 4 vorgesehene zweite Ableitung 7 abgeführt werden. Das abgeführte Wasserstoffgas enthält in der Regel Verunreinigungen, die über eine Reinigungseinheit 8 abgetrennt werden. Dies kann beispielsweise durch ein Membranverfahren in der Reinigungseinheit 8 erfolgen. Selbstverständlich sind auch andere bekannte Reinigungsverfahren anwendbar. Die Reinigungseinheit 8 weist einen Auslass 8a zum Abführen des gereinigten Wasserstoffgases sowie einen zweiten Auslass 8b zum Abführen der Verunreinigungen auf. Der im Reaktor 4 bei der Dehydrogenierung zurückbleibende flüssige Restbrennstoff wird über die erste Ableitung 3, welche wie die Brennstoffzuleitung 2 Teil des Wärmetauschers 6 ist, gekühlt an das Brennstoffreservoir 1 zurückgeführt. Da sowohl die Brennstoffzuleitung 2 als auch die erste Ableitung 3 Teile des Wärmetauschers 6 sind, ist ein effektiver Energieaustausch möglich, wobei der Wärmetauscher 6 nach dem Gegenstromprinzip arbeitet. Dadurch, dass auch das Brennstoffreservoir 1 in Kontakt mit dem Wärmetauscher 6 steht, kann zusätzlich die Kälte des Brennstoffreservoirs 1 in effektiver Weise zur Kühlung des über die erste Ableitung 3 dem Brennstoffreservoir 1 zugeführten Restbrennstoffes verwendet werden. Dies dient ebenfalls zur Verbesserung der Energieausbeutung des Systems. Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Wie bei der ersten Ausführungsform ist ein Brennstoffreservoir 1 vorgesehen, das über die Brennstoffzuleitung 2 und den Wärmetauscher 6 mit dem Reaktor 4 verbunden ist. Der dem Reaktor 4 über die Brennstoffzuleitung 2 aus dem Brennstoffreservoir 1 zugeführte Kohlenwasserstoff-Brennstoff wird mit der
Heizeinrichtung 5, wie bei der ersten Ausführungsform, auf Reaktionstemperatur TR erwärmt. Allerdings kann in der zweiten Ausführungsform der in dem Brennstoffreservoir 1 bevorratete Kohlenwasserstoff-Brennstoff sowohl in flüssiger als auch in gasförmiger Form vorliegen, wenn auch bei der Verwendung von typischen Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, wie beispielsweise Kerosin, Benzin oder Diesel, diese in der Regel einen flüssigen Aggregatzustand aufweisen. Der vorerwärmt dem Reaktor 4 zugeführte Brennstoff kann dabei sowohl in gasförmiger als auch in flüssiger Form vorliegen. Der im Reaktor 4 durch die Heizeinrichtung 5 auf Reaktionstemperatur TR (ca. 400 0C) erwärmte Brennstoff wird dann wiederum gemäß der voranstehenden Reaktionsgleichung derart dehydrogeniert, dass Wasserstoffgas und Restbrennstoff entstehen. Der Restbrennstoff kann, je nach dem ob der zugeführte Brennstoff nur lokal, wie bei der ersten Ausführungsform, oder im gesamten Reaktor 4 auf Reaktionstemperatur TR gebracht wird, entweder einen gasförmigen oder einen flüssigen Aggregatzustand aufweisen. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform wird hier jedoch das erzeugte Reaktionsgemisch aus Wasserstoffgas und Restbrennstoff über die erste Ableitung 3 abgeführt und durch den Wärmetauscher 6 abgekühlt. Durch die Abkühlung kann das Wasserstoffgas von dem Restbrennstoff abgeschieden werden, wobei die erste Ableitung 3 einen dem Wärmetauscher 6 nachgeschalteten Auslass 9 aufweist, über den das erzeugte Wasserstoffgas mit darin ggf. enthaltenen Verunreinigungen abgeführt wird. Der kondensierte, flüssige Restbrennstoff wird für den Fall, dass flüssiger Brennstoff in dem Brennstoffreservoir 1 bevorratet ist, wieder an das Brennstoffreservoir 1 zurückgeführt. Für den Fall, dass der Brennstoff im Brennstoffreservoir 1 gasförmig ist, ist dies nicht möglich bzw. ein weiterer Schritt wäre hierzu erforderlich. Da das über den Auslass 9 abgeführte Wasserstoffgas in der Regel Verunreinigungen aufweist, ist es wiederum an eine Reinigungseinheit 8 anschließbar, die, wie oben beschrieben, die Verunreinigungen abtrennt, so dass reines Wasserstoffgas über den Auslass 8a und die Verunreinigungen über den Auslass 8b abgeführt werden.
Im Vergleich zur ersten Ausführungsform wird bei der zweiten Ausführungsform mehr Energie für den Prozess zurückgewonnen und das über den Auslass 9 bzw. den Auslass 8a abgeführte Wasserstoffgas kann z.B. für die spätere Verwendung in einer Brennstoffzelle zunächst gespeichert werden, da es kälter ist als das bei der ersten Ausführungsform erzeugte Wasserstoffgas.
Die beiden voranstehend beschriebenen Ausführungsformen (Fig. 1 und Fig. 2) können selbstverständlich auch kombiniert werden, was zu der in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsform der Erfindung führt. Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, weist der Reaktor 4 sowohl eine zweite Ableitung 7, um das im Reaktor 4 bei der Dehydrogenierung erzeugte Wasserstoffgas direkt aus dem Reaktor 4 abzuführen, als auch einen in der ersten Ableitung 3 vorgesehenen, dem Wärmetauscher 6 nachgeschalteten Auslass 9 auf. Die zweite Ableitung 7 und der Auslass 9 sind dabei derart über eine Ventilanordnung 10 miteinander verbunden, dass jeweils nur eine der Leitungen an die Reinigungseinheit 8 angeschlossen ist. Die Reinigungseinheit 8 weist dabei denselben Aufbau und dieselbe Funktion wie voranstehend beschrieben auf. Durch eine derartige Anordnung können die jeweiligen Vorteile der ersten und zweiten Ausführungsform miteinander kombiniert werden, so dass je nachdem, ob beispielsweise noch mit Restwärme beladenes Wasserstoffgas oder kaltes Wasserstoffgas benötigt werden, diese der Vorrichtung entnommen werden können. Bevorzugt wird die Erfindung zur On-Board-Wasserstoffgas-Erzeugung in Luftfahrzeugen (d.h. Flugzeugen und Hubschraubern), Kraftfahrzeugen oder anderen Transportmitteln verwendet. Bei der Verwendung in einem Flugzeug wird vorzugsweise der Reaktor durch die im Flugzeug vorhandene Bleed Air beheizt. Alternativ kann zum Beheizen des Reaktors auch Abwärme aus einer Turbine und/oder einer Brennstoffzelle verwendet werden. Dadurch können im Flugzeug vorhandene Wärmequellen in effektiver Weise zur On-Board-Wasserstoffgas- Erzeugung ausgenutzt werden. Daneben kann auch der in der Reinigungseinheit 8 erzeugte Verunreinigungsstrom zum Beheizen des Reaktors ausgenutzt werden. Hierzu wird der Verunreinigungsstrom verbrannt und die dabei entstehende
Wärme kann zur Erwärmung des Reaktors 4 ausgenutzt werden. Alternativ kann der Verunreinigungsstrom aber auch zum Antreiben einer Turbine verwendet werden.
Zur Verringerung des zur Dehydrogenierung notwendigen Gesamtmassenstroms an Kohlenwasserstoffen können bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Flugzeug oder einem Hubschrauber die Druck- und/oder Temperaturunterschiede am Boden und in der Luft zur fraktionierten Destillation des Kerosins ausgenutzt werden, um leichtflüchtige von schwerflüchtigen Bestandteilen des Kerosins zu trennen, wobei dann nur die schwerflüchtigen Bestandteile des Brennstoffes zur Dehydrogenierung verwendet werden, was zu einer Verringerung des Massenstroms führt.
Bezugszeichenliste
1 Brennstoffreservoir
2 Brennstoffzuleitung
3 erste Ableitung des Reaktors
4 Reaktor
5 Heizeinrichtung 6 Wärmetauscher
7 zweite Ableitung des Reaktors
8 Reinigungseinheit 8a Wasserstoffauslass
8b Verunreinigungsauslass 9 Auslass der ersten Ableitung
10 Ventilanordnung
TR Reaktionstemperatur

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoffgas durch Dehydrogenierung von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, umfassend ein Brennstoffreservoir (1 ) für Kohlenwasserstoff-Brennstoffe, das über eine Brennstoffzuleitung (2) mit einem Reaktor (4) in Verbindung steht, um Brennstoff aus dem Brennstoffreservoir (1 ) dem Reaktor (4) zuzuführen, wobei der Reaktor (4) eine erste Ableitung (3) zum Zurückführen des bei der Dehydrogenierung zugeführten Brennstoffes erzeugten Restbrennstoffes an das Brennstoffreservoir (1 ) aufweist und der Reaktor (4) ggf. mit einem Katalysator zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Brennstoffreservoir (1) über die Brennstoffzuleitung (2) und die erste Ableitung (3) mit einem Wärmetauscher (6) in Kontakt ist;
- der Brennstoff durch den Wärmetauscher (6) vorerwärmt über die Brennstoffzuleitung (2) dem Reaktor (4) zuführbar ist;
- der Reaktor (4) eine Heizeinrichtung (5) zum Erwärmen des zugeführten Brennstoffes auf Reaktionstemperatur (TR) aufweist; und
- der bei der Dehydrogenierung des dem Reaktor (4) zugeführten Brennstoffes erzeugte Restbrennstoff über den Wärmetauscher (6) gekühlt an das Brennstoffreservoir (1 ) zurückführbar ist, wobei der Reaktor (4) eine zweite
Ableitung (7) zum Abführen des bei der Dehydrogenierung erzeugten Wasserstoffgases mit darin ggf. enthaltenen Verunreinigungen aufweist; und/oder
- das bei der Dehydrogenierung des dem Reaktor (4) zugeführten Brennstoffes erzeugte Reaktionsgemisch aus Restbrennstoff und Wasserstoffgas über die erste Ableitung (3) zur Abkühlung dem Wärmetauscher (6) zuführbar ist, um das Wasserstoffgas vom Restbrennstoff abzuscheiden, wobei die erste Ableitung (3) dem Wärmetauscher (6) nachgeschaltet einen Auslass (9) zum Abführen des erzeugten Wasserstoffgas mit ggf. darin enthaltenen Verunreinigungen aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ableitung (7) oder der dem Wärmetauscher (6) nachgeschaltete Auslass (9) mit einer Reinigungseinheit (8) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ableitung (7) und der dem Wärmetauscher (6) nachgeschaltete Auslass (9) über eine Ventilanordnung (10) derart an eine Reinigungseinheit (8) anschließbar sind, dass entweder die zweite Ableitung (7) oder der Auslass (9) mit der Reinigungseinheit (8) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (8) zur Abtrennung von in dem über die zweite Ableitung (7) oder den Auslass (9) zugeführten Wasserstoffgas ggf. enthaltenen Verunreinigungen dient.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungseinheit (8) einen Wasserstoffauslass (8a) für reines Wasserstoffgas und einen Verunreinigungsauslass (8b) zum Abführen der abgetrennten Verunreinigungen aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der über den Verunreinigungsauslass (8b) abgeführte Verunreinigungsstrom zum Beheizen des Reaktors (4) nutzbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehydrogenierung des Kohlenwasserstoff-Brennstoffes auf folgender, endotherm verlaufender Reaktion basiert: CnHx -> H2 + CnHx-2
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzuleitung (2) und die erste Ableitung (3) Teil des Wärmetauschers (6) sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (6) nach dem Gegenstromprinzip arbeitet.
10. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur On-Board Wasserstoffgas-Erzeugung in Luftfahrzeugen, Kraftfahrzeugen oder anderen Transportmitteln.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur On-Board-Wasserstoffgas- Erzeugung in einem Flugzeug, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (4) durch die im Flugzeug vorhandene Bleed-Air beheizbar ist, durch Abwärme aus einer Turbine und/oder durch Abwärme einer Brennstoffzelle.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass Druck- und/oder Temperaturunterschiede zwischen einem Flugzeug am Boden und in der Luft zur fraktionierten Destillation des Kohlenwasserstoff-Brennstoffes ausnutzbar sind, um leichtflüchtige von schwerflüchtigen Bestandteilen des Brennstoffes zu trennen, wobei die schwerflüchtigen Bestandteile des Brennstoffes zur Dehydrogenierung verwendbar sind.
13. Verfahren zum Erzeugen von Wasserstoffgas durch Dehydrogenierung von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen mit einer Vorrichtung gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 9, wobei die Dehydrogenierung des einem Reaktor (4) zugeführten Kohlenwasserstoff-Brennstoffes derart gesteuert wird, dass einerseits Wasserstoffgas und andererseits mit dem in einem Brennstoffreservoir (1 ) bevorrateten Kohlenwasserstoff-Brennstoff mischbarer Restbrennstoff erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - das im Reaktor (4) bei der Dehydrogenierung von zugeführtem Brennstoff erzeugte Wasserstoffgas über eine zweite Ableitung (7) direkt aus dem Reaktor (4) abgeführt wird; und/oder das im Reaktor (4) bei der Dehydrogenierung von zugeführtem Brennstoff erzeugte Reaktionsgemisch aus Restbrennstoff und Wasserstoffgas über eine erste Ableitung (3) abgeführt und über einen Wärmetauscher (6) abgekühlt wird, um das Wasserstoffgas von dem Restbrennstoff abzuscheiden, wobei das abgeschiedene Wasserstoffgas mit darin ggf. enthaltenen Verunreinigungen über einen in der ersten Ableitung (3) vorgesehenen, dem Wärmetauscher (6) nachgeschalteten Auslass (9) abgeführt wird.
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